中国登月巧思：不学美国造“巨无霸”，用2200吨火箭送26吨登月舱

中美两国在载人登月这件事上，选了两条完全不同的路。

简单说，美国喜欢造"巨无霸"大火箭。

中国则走了一条更聪明、更省钱的路——火箭不用那么大，靠巧妙的方案设计，照样能把人送上月球。

想搞懂这两种思路的区别，咱们得先回到1969年。

那一年美国阿波罗计划成功登月，靠的是土星五号重型火箭。

这玩意儿有多大？全长110米，起飞重量大约3000吨，推力高达3500吨，直接把载人飞船和登月舱一次性全送上天了，省去了在太空里对接组装的麻烦。

但说实话，那时候太空对接技术很不成熟，阿波罗任务里的对接基本全靠宇航员手动操作，训练很久才能干。

当年阿波罗飞船上的计算机，性能还不如现在一个普通计算器，指令都是地面算好了告诉宇航员，再由宇航员手动输入。

所以当时美国工程师虽然也想过"多发几枚火箭、在太空里拼装"的方案，但心里没底，最后还是决定造一枚超大火箭，一次搞定。

半个多世纪过去了，情况已经完全不一样了。

现在的自动控制和遥测技术非常成熟，中国空间站在近地轨道上已经完成了无数次交会对接——前后上下、人工自动，想怎么对接就怎么对接，精度能到厘米级。

对接模拟图

现在的飞船计算机完全可以自己算轨道、自己调姿态、自己完成交会对接，宇航员基本不用操心这些事。

正是在这种技术背景下，中国选择了完全不同的路线。

咱们的长征十号火箭，起飞重量大约2187吨，比美国的超级火箭小了不少，但地月转移轨道的运载能力不低于27吨，跟美国的SLS火箭基本是一个水平。

长征十号模型

这里先科普一下什么是"地月转移轨道"：火箭不是直着往月球飞，而是要把飞船送进一个椭圆轨道，让月球引力"接住"飞船，这个过程中轨道设计的精度要求极高，差一点就会错过月球或者飞过头。

这背后的聪明之处在于：中国没有追求"一发搞定"，而是采用了"两发对接"的方案。

两枚长征十号分别发射"揽月"着陆器和"梦舟"载人飞船，各自进入环月轨道后自动对接，航天员从飞船转移到着陆器，再降落月面。

这个方案看起来多了一步对接流程，但实际上避开了研制超重型火箭的高风险和高成本。

同时也绕开了，美国方案里，必须解决的在轨加油，这个还没完全成熟的技术难题。

说到美国的在轨加油，这里得展开讲讲。

美国阿尔忒弥斯计划的核心，是SLS火箭加猎户座飞船，加星舰着陆器这个组合。

猎户座2号飞船着陆器

星舰从地球发射进入轨道时，燃料几乎全部消耗在摆脱地球引力上，为了能飞往月球，它必须在太空中通过多次"加油"来获得足够动力。

SpaceX的解决方案是一场史无前例的"太空加油接力"：先发射一艘作为"轨道燃料库"的星舰，然后连续发射多艘"加油机"星舰，这些加油机在太空中逐一与燃料库对接，将低温推进剂转移过去，直至燃料库加满，最后发射星舰着陆器，它与燃料库对接，获取飞往月球的能量。

听起来很酷，但难度极大。

星舰之间加注的是液氧和液甲烷，液氧沸点零下183度，液甲烷零下162度，整个传输过程中燃料必须保持在这个温度区间，避免气化蒸发。

单次加注量超过100吨，远超卫星之间几十公斤或上百公斤的加注量。

究竟需要多少次在轨加油？马斯克2021年认为需要4到8次，NASA官方在2024年初透露需要约10次，美国政府问责局公布的是14次。

截至2026年7月，星舰在轨推进剂加注技术，尚未完成船对船演示验证，仍处于研发与测试阶段。

2028年载人登月目标，存在不小的不确定性。

反观中国，正如前面提到的，从神舟八号到天宫空间站，我们已经完成了上百次交会对接，最近的空间站对接精度已经达到厘米级，对接时间从几天缩短到几小时，这套经验直接复用到环月对接上，风险极低。

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用两次发射换一枚小火箭，这笔账算得很细。

而且，长征十号本身的设计也很有讲究。

它采用三级半构型，箭体直径5米，跟长征五号通用。

一级装了7台YF-100K液氧煤油发动机并联工作，总推力大约2678吨。

为什么选液氧煤油而不是液氢液氧呢？这里有个简单的物理道理。

液氧煤油推进剂的密度是液氢的11倍，也就是说同样体积的燃料罐，能装下更多燃料。

或者说装同样多的燃料，罐子可以做得更小更轻，整个火箭的结构效率就更高。

这就好比同样是背包，装压缩饼干肯定比装棉花糖能带更多热量，火箭也是一个道理——燃料越"瓷实"，火箭越高效。

除了密度高，液氢需要零下253度的超低温储存，保温难度大、蒸发损耗高，而液氧煤油在常温下就能稳定储存，发射准备时间更短，更适合高频次发射。

另外，长征十号还衍生出一个无助推构型，叫长征十号甲，一子级支持回收重复使用，近地轨道运载能力不低于14吨，可以执行空间站航天员和货物运输任务，真正做到"一枚火箭多种用途"，大幅降低发射成本。

按计划，长征十号预计2027年具备首飞条件。

配套的梦舟载人飞船，同样设计得很灵活。

它采用模块化两舱设计，登月版可以搭载3名航天员往返地月空间，近地版可以搭载4到7名航天员，往返空间站。

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天宫号空间站

内部容积达到13立方米，比美国猎户座飞船的9立方米宽敞不少。

返回舱采用"群伞减速加气囊缓冲"系统，海陆两用着陆设计：海上着陆时气囊充气防水，陆地着陆时按序放气防翻滚，航天员坐着更舒服。

飞船还具备10次以上的重复使用能力，进一步摊薄每次任务的成本。

目前，梦舟飞船已经完成了零高度逃逸飞行试验和最大动压逃逸飞行试验，航天员的安全有保障。

揽月着陆器重约26吨，由登月舱和推进舱组成，设计简约但处处透着精巧。

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它配备了4台7500牛可变推力主发动机和6台轨道控制发动机，采用多重冗余设计，就算某台发动机出故障，任务仍然可以安全完成。

这里有个很多人不太了解的关键难点：月球上没有大气层，飞船降落时不能像在地球上那样靠降落伞减速，只能完全依赖反推火箭。

这就要求发动机的推力必须非常精准，稍微控制不好，就可能导致登月舱倾斜、翻掉甚至直接坠毁。

阿波罗11号，当年就是靠阿姆斯特朗手动接管才躲过陨石坑。

现在的揽月着陆器，配备了自主避障算法和自主控制飞行能力，四台主发动机同时工作时，推力误差被控制在正负0.5%以内，已经完成了全域热试车验证。

而且，为了抵消多发动机带来的重量增加，中国团队首次在载人深空飞行器中采用了"共底贮箱"技术——让氧化剂和燃料共享一块隔板，结构重量直接削减百公斤级。

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配合碳纤维复合材料，贮箱重量较传统金属结构降低超20%。

侧面制动引擎的设计可以减少月尘扬起，起降更稳定安全。

着陆器还是航天员在月面上的生活中心、能源中心和数据中心。

它携带了一辆重约200公斤的"探索"载人月球车，支持2名航天员在10公里范围内开展科学考察。

航天员们穿着半硬式"望宇"登月服，在模拟月面环境的低重力训练器里反复练习行走、采样、驾驶月球车，为正式登月做足准备。

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中国登月服外观

从工程思路上看，中国走"稳健迭代"路线，充分复用了神舟飞船交会对接、嫦娥五号月面软着陆、空间站快速对接等成熟经验，技术继承性达到80%以上，用成熟度换高成功率。

2020年嫦娥五号完成了月球采样返回，验证了月面起飞、环月对接、高速返回等关键技术。

2024年嫦娥六号在月球背面采样返回。

2025年8月，揽月着陆器在河北怀来的地外天体着陆试验场，成功完成了着陆起飞综合验证试验，这是我国第一次进行载人航天器地外天体着陆起飞试验。

嫦娥七号、八号计划探测月球南极，这些无人任务，都是在为载人登月"探路"。

按计划，长征十号2027年首飞，2030年前，实现中国人首次登陆月球。

而且，中国这次的目标不是"插个旗就走"，而是要建立月球科研站，实现长期驻留，所以必须把成本控制在可承受范围内，让登月变成"常态化任务"而不是"一次性表演"。

月球基地构想图

月球南极的水冰资源可以分解成氢和氧做火箭燃料，氦-3是未来核聚变的理想燃料，中国选择2030年前登月，也是为了在月球资源开发中抢占先机。

目前中国已经向国际社会开放了月球科研站的合作机会，俄罗斯、委内瑞拉、巴基斯坦等国已经加入，中国的登月方案不仅要自己用，还要为未来的国际月球基地提供技术标准。

倘若该目标顺利达成，这不仅是民族梦想的实现，也将是我国航天工程路线设计的一次实践检验。